Browsing by Title

The lidar depolarisation ratio is used for aerosol categorisation as it is indicative of aerosol shape. Commonly, depolarisation ratio is measured in short term studies at short wavelengths such as 355 nm and 532 nm. The depolarisation ratio has a spectral dependency and so exploring values at longer wavelengths could be valuable for future studies. Here, aerosol depolarisation ratio at 1565 nm is measured across Finland’s ground based remote sensing network over a four year period. The Halo Photonics StreamLine Doppler lidars instruments were found to be stable over long time periods and cloud based calibration was used to correct for the bleed though. The depolarisation ratio of elevated aerosol layers was compared to boundary layer aerosol. A higher average depolarisation ratio was found for elevated aerosol with the exception of boreal forest sites in the summer months where values were similar. Elevated aerosols over Finland were found to originate mostly from the Arctic, Europe, Russia and North America using aerosol transport models. Four case studies were looked at in more detail: Saharan dust with a depolarisation ratio of 0.249 ± 0.018, pollen with a depolarisation ratio of 0.207 ± 0.013, anthropogenic pollution with a depolarisation ratio of 0.067 ± 0.009, and a mixed layer with a depolarisation ratio of 0.152 ± 0.019 thought to be pollen and smoke. Based on this study, Halo Doppler Lidar can be used to measure elevated aerosol at 1565 nm in the long term. Future studies could use 1565 nm depolarisation ratio alongside commonly used shorter wavelengths to aid aerosol categorisation.

The reflection seismic surveying method is useful when conducting mineral exploration in the crystalline bedrock because of its good depth extent and resolution. However, the traditional experiments with active sources are expensive and difficult to carry out, especially in remote areas or in conservation areas where mineral exploration is limited due to environmental reasons. Recently, a number of theoretical advances have proven that passive soundings utilizing ambient seismic noise can provide new opportunities for seismic imaging and contribute to data generation for reflection seismic surveys, without the need for explosive or vibratory sources. One of the most promising new methods is seismic interferometry (SI), where the impulse response between two receivers is reconstructed by correlating their signals with each other. COGITO-MIN is a joint project between the University of Helsinki, the Geological Survey of Finland, Polish Academy of Sciences, and industrial partners with the aim of investigating and developing new cost-effective seismic exploration methods in the crystalline bedrock. Within the framework of the project, a passive seismic experiment was carried out in which 45 three-component geophones were deployed for a month in the vicinity of the polymetallic Kylylahti Mine in Polvijärvi, northern Karelia, where the mining operator is the Swedish metal company Boliden. The original purpose of these geophones was to collect data suitable for detecting underground cavities related to underground nuclear explosions. The institute that collected the data was CTBTO (Comprehensive Test Ban Treaty Organization) whose task is to monitor the treaty in the pre-ratification stage. The purpose of this Master's thesis was to develop an SI workflow for the three-component data and to investigate the method's performance in an area where local geology is known after nearly 40 years of exploration and consequent mining operations. The specific scientific objectives of the thesis are (1) to demonstrate the usefulness of collecting three-component data in conjunction with or instead of single-component data, (2) to assess the noise-based SI methods used in previous studies and to improve their stability in the crystalline bedrock, and (3) to investigate the possibilities of SI from an operational perspective. Seismic velocities obtained through laboratory measurements were merged with geological and density models of the target area provided by Boliden. The resulting velocity and density grids were then used as the basis for waveform modelling, and the results from SI were validated against them. The starting point for SI was the noise-driven approach where 'each sample matters'. The interferometric workflow is built on the Seismic Unix suite together with self-written algorithms that are based on theoretical evaluations. SI is followed by an imaging workflow, which provides the basis for the reflectivity profiles. The thesis work focuses on five components of the Green's tensor and the vertical, radial and transverse component of the impulse response. With the horizontal components, one can access the S-wave patterns in addition to the P-waves. As a specialty, the so-called sign bit normalization (SBN) method was also tested. The technique involves destroying much of the amplitude information of the original seismograms by only retaining the sign bit of each sample. According to the results outlined in this thesis, SBN can make it easier to image the weak reflectors of the subsurface. This type of seismic interferometry seems particularly suitable for the early stage of mineral exploration, where the explorer does not yet fully understand the target they are studying. The most important advantage of seismic interferometry, however, is its cost effectiveness, and its potential for reducing risks for the environment.

Ohjelmiston hyvä käytettävyys varmistaa sen, että henkilöt, joille ohjelmisto on suunnattu osaavat sitä käyttää, ja että ohjelmiston käyttö on sekä tehokasta että miellyttävää. Käytettävyyden merkitys on kasvanut, kun ohjelmistojen käyttäjiksi on tullut tietotekniikan ammattilaisten lisäksi kuluttajia. Kilpailukyvyn varmistamiseksi ohjelmistojen tulee olla käytettävän lisäksi myös saavutettavia ja niiden kokonaiskäyttökokemuksen on oltava hyvä. Saavutettavuus on myös lainmukainen vaatimus ohjelmistoille. Käytettävyyden testaaminen on perinteisesti käsityötä, jota suorittaa koulutettu käytettävyysasiantuntija tai käyttäjätutkija. Suuri osa huomiosta keskittyy käyttöliittymään, jonka kautta käyttäjä on vuorovaikutuksessa ohjelmiston kanssa. Käytettävyys on kontekstisidonnaista, joten osa testaamisesta tulee aina vaatimaan ihmisen analysointia. Osa testaamisesta voidaan kuitenkin automatisoida, ja näin vapauttaa tutkijan kapasiteettia sellaisiin osa-alueisiin, jotka vaativat kontekstin ja käyttäjän toiminnan ymmärtämistä ja tulkitsemista. Lisäksi tutkija pystyy keskittymään käytettävyysongelmia korjaavien muutosehdotusten kehittämiseen. Automaattisesti voidaan testata erityisesti käyttöliittymän yhdenmukaisuutta, käyttöliittymäelementtien havaittavuutta ja kerätä automaattisesti käyttäjän raportoimia ongelmakohtia. Tässä työssä pyritään vastaamaan kysymykseen, missä määrin käytettävyyden varmistamista pystytään automatisoimaan, ja esitellään tämän tiedon pohjalta rakennettu käytettävyyden automaattisen testaamisen työkalu, Usability Spy, jonka tarkoituksena on automatisoida käytettävyystesteihin osallistuvilta henkilöiltä koottavien käytettävyystestiaineiston keräystä. Työkalun toimintaympäristönä on DOS käyttöjärjestelmän päällä toimiva Microsoft Windows tai Microsoft Windows for Workgroups ikkunointiympäristön versio 3.1 tai uudempi.

An industrial classification system is a set of classes meant to describe different areas of business. Finnish companies are required to declare one main industrial class from TOL 2008 industrial classification system. However, the TOL 2008 system is designed by the Finnish authorities and does not serve the versatile business needs of the private sector. The problem was discovered in Alma Talent Oy, the commissioner of the thesis. This thesis follows the design science approach to create new industrial classifications. To find out what is the problem with TOL 2008 indus- trial classifications, qualitative interviews with customers were carried out. Interviews revealed several needs for new industrial classifications. According to the customer interviews conducted, classifications should be 1) more detailed, 2) simpler, 3) updated regularly, 4) multi-class and 5) able to correct wrongly assigned TOL classes. To create new industrial classifications, un- supervised natural language processing techniques (clustering) were tested on Finnish natural language data sets extracted from company websites. The largest data set contained websites of 805 Finnish companies. The experiment revealed that the interactive clustering method was able to find meaningful clusters for 62%-76% of samples, depending on the clustering method used. Finally, the found clusters were evaluated based on the requirements set by customer interviews. The number of classes extracted from the data set was significantly lower than the number of distinct TOL 2008 classes in the data set. Results indicate that the industrial classification system created with clustering would contain significantly fewer classes compared to TOL 2008 industrial classifications. Also, the system could be updated regularly and it could be able to correct wrongly assigned TOL classes. Therefore, interactive clustering was able to satisfy three of the five requirements found in customer interviews.

The use of virtual reality technology in the field of city planning has grown during the recent decades, because virtual reality provides a highly informative and immersive experience of an urban area in contrast to traditionally used 2-dimensional material, such as imagery and animations. This makes communication and decision making between the stakeholders of a city planning project much more efficient and enables participating the public to the process, which is very desirable in city planning projects. The virtual reality technology has evolved dramatically during the past few years. Devices such as head-mounted displays, spatial controllers and CAVE installations, and developing environments, such as game engines and 3D modeling studios have become more available for consumers and developers. Therefore, the opportunities for virtual reality technology requires revisiting. The goal of this study is to find software development opportunities for city planning projects using virtual reality technologies and realize those opportunities by implementing a model solution for use cases that show the most potential for development. The model solution is a high-level modeling tool, which can be used for fast drafting and modeling of city-scale plans, and provides appealing visualization for presentation purposes. This allows architects to make changes to the city plan immediately as they are receiving feedback from the decision makers and other stakeholders of a city planning project. This makes the decision making much faster, as the modifications can be made during the meeting, instead of re-scheduling another meeting to see the changes to the plan. The model solution also allows viewing the plan in a highly immersive virtual reality environment, with devices such as head-mounted displays. The development of this software is executed following well known agile methodologies used in commercial software development projects and is extended with a literature review and an analysis of the functionality of the model solution. The literature review charts the existing applications and studies of virtual reality in city planning so that opportunities for further development can be found. From these opportunities, the use cases showing the most potential are chosen and refined to a concept of an application. This concept is then refined to concrete designs and implemented in iterations, producing a final solution. The final solution is then analyzed in a test setup, including 8 participants, who are given city planning tasks, and answers a survey afterward, affirming that the model solution is a useful tool for future city planning projects.

Public transport networks are a subset of vehicular networks with some important distinctions; the actors in the network include buses and bus-stops, they are predictable and they provide reliable physical coverage of an area. The Public Transport Network of a city can also be interpreted as an opportunistic network where nodes are bus-stops and communication between these nodes occurs when a bus travels between two bus-stops. How will a data communication network perform when built upon the opportunistic network formed by the public transport system of a city? In this thesis we explore this question basing our analysis on Helsinki Region’s public bus transport system as a real example. We explore the performance of a public transport network when used for communication of data using both simulation of the network and graph analysis. The key performance factors studied are the data delivery ratio and data delivery time. Additional issues considered are the kind of applications such a system is suited for, the important characteristics governing the reliability and efficacy of such a data communications system, and the design guidelines for building such an application. The results demonstrate that data transfer applications can be built over a city’s Public Transport Network.

Syftet med denna utvecklingsforskning är att skapa ett utvecklingsobjekt som utvecklar undervisningen inom mätning och enhetsomvandling, eftersom tidigare forskningsresultat tyder på att det finns brister i elevers kunnande inom mätning och enhetsomvandling. Syftet med utvecklingsobjektet är att eleverna bildar förmågor som de kan anpassa i sina egna liv. Som utvecklingsobjekt skapar jag uppgifter som påminner om vardagliga problemlösningssituationer, för att hämta skolmatematiken närmare vardagliga situationer. Detta hjälper eleverna att förstå att lärandet i skolan inte enbart sker för lärandets skull. Utvecklingsforskningen utförs i två cykler. I arbetets första cykel skapar jag utvecklingsobjektet på basen av den teoretiska problemanalysen som jag gör. I arbetets andra cykel gör jag en fallstudie för att få mera kunskap om hur utvecklingsobjektet fungerar under verkliga förhållanden. På basen av denna fallstudie utvecklar jag ytterligare utvecklingsobjektet. I fallstudien deltog två högstadieelever. Jag fick tillstånd av elevernas föräldrar att eleverna deltar i utvecklingsprocessen av utvecklingsobjektet. Resultaten för fallstudien tyder på ett fungerande utvecklingsobjekt. Arbetsmetoden var obekant för eleverna. Den mest centrala observationen utöver att eleverna ansåg uppgifterna vara nyttiga, var att eleverna tyckte om att diskutera matematik, även om de ansåg det vara svårt. Utvecklingsobjektet löser iallafall delvis problematiken av en traditionell, rutinbaserad undervisning genom att få eleverna att arbeta i en aktiv upptäckande roll. Dessutom uppmuntrar utvecklingsobjektet eleverna och läraren till att anamma en diskussionskultur under matematiklektionerna. I helheten är resultaten av denna utvecklingsforskning betydande för utvecklingen av realistisk matematikundervisning.

Positroniemissiotomografia eli PET-kuvantaminen perustuu positroni-elektroniannihilaatiotapahtumassa syntyvien gammakvanttien detektointiin. PET-kuvantamisessa käytetään positroniemittereitä kuten hiili-11, typpi-13, happi-15, fluori-18, gallium-68 sekä jodi124. 18F-Isotoopin ainutlaatuisuus ja sen laaja käyttö PET-kuvantamisessa selittyy sen pitkällä 109,8 minuutin puoliintumisajalla sekä beetahiukkasen lyhyellä kantamalla väliaineessa. PET-kuvantamisessa kuvan laatuun vaikuttaa radiolääkeaineen kohdespesifisyys sekä leimatun lääkeaineen poistuminen kohteen ulkoisesta kudoksesta nopeasti. Esikohdennettu kaksivaiheinen bio-ortogonaalinen kemia mahdollistaa tarkan kohdespesifisyyden, radiolääkeaineen nopean poistumisen verenkierrosta ja kuvantamiskohteen ympäröivästä kudoksesta sekä terveen kudoksen minimoidun säteilyaltistuksen. Tetratsiinin sekä trans-syklo-okteenin välinen käänteisesti elektronivajaa Diels-Alder reaktio (IEDDA) on yksi nopeimmista tunnetuista bio-ortogonaalisista reaktioista. Erikoistyön tarkoituksena oli syntetisoida sekä 18F-leimata IEDDA-reaktioon soveltuva uusi lipofiilinen tetratsiini-radiolääkeaine. Lääkeaine puhdistettiin nestekromatografisilla menetelmillä (HPLC, FPLC) ja sen rakenne varmistettiin 1D- ja 2D-NMR-spektroskopialla sekä massaspektrometrialla (ESI-TOF MS). Erikoistyössä määritettiin 18F-leimatun radiolääkeaineen lipofiilisyyttä kuvaava LogD-arvo, jonka perusteella arvioitiin lääkeaineen soveltuvuutta aivojen esikohdennettuun PETkuvantamiseen. Aivokuvantamiseen soveltuvalla lääkeaineella ideaalinen LogD-arvo sijoittuu välille 2,0–3,5, jolloin lääkeaineen voidaan olettaa ylittävän veri-aivoesteen. 18F-Leimattavan lääkeaineen esiasteen eli prekursorin synteesissä amidisidoksen muodostusreaktio sekä tert-butyylioksikarbamaatti-suojaryhmän poisto onnistuivat 65 % saannoilla. Oksiimin muodostus onnistui hyvällä 90 % saannolla. Prekursorin emäksisissä olosuhteissa tapahtuvan 18F-suoraleimauksen saannoksi saatiin 21 %. Työssä kehitettiin kaksivaiheinen leimausmenetelmä prekursorin pH-herkän oksiimisidoksen vuoksi. Kaksivaiheisessa menetelmässä 18F-leimausta seurasi oksiimin muodostusreaktio. Näin vältyttiin molekyylin hajoamiselta. Kaksivaiheisella leimauksella 18F-fluoraussaantoksi saatiin 78 %:a. Radiolääkeaineen puoliintumisaikakorjatuksi saannoksi tuotetusta kokonaisaktiivisuudesta määritettiin 16 %. Tavoitteena oli saavuttaa vähintään 10 % saanto. Radiolääkeaineelle määritettiin LogD-arvo fysiologisessa pH:ssa 7,4 Shake flask-uuttomenetelmällä. LogD-arvoksi määritettiin 2,1 ± 0,13. LogD-arvon perusteella lääkeaineella on optimaalinen lipofiilisyys veriaivoesteen läpäisylle. Radiolääkeaineen soveltuvuus aivokuvantamiseen tulee vielä selvittää stabilisuuskokeilla, määrittämällä lääkeaineen biodistribuutio sekä suorittamalla aivojen in vivo PET-kuvantaminen.

Tämän pro gradu -tutkielman kirjallinen osa käy läpi uusia psykoaktiivisia aineita ja niiden tunnistukseen käytettäviä laitteistoja ja menetelmiä. Tutkielman kokeellisen osan suoritus alkoi 56 uuden psykoaktiivisen aineen tunnistamisella ja viemisellä laboratorion tietokantaan vertailuaineiden avulla. Tutkimuksen toinen osa keskittyi m/zCloud –tietokannan tutkimiseen uusien psykoaktiivisten aineiden tunnistuksessa.

Tutkielmassa tarkastellaan vantaalaisissa uusissa kerrostaloissa asuvien muuttoaikeita sekä niitä tekijöitä, jotka lisäävät aikeita muuttaa. Tarkasteltavat tekijät liittyvät asukkaiden omaan sosioekonomiseen taustaan, nykyisen asunnon ominaisuuksiin, asunto- ja kaupunkirakenteellisiin ominaisuuksiin sekä turvallisuuskokemuksiin. Erityistä huomiota kiinnitetään asunto- ja kaupunkirakenteen osalta pienten asuntojen vaikutukseen muuttoaikeiden selittäjänä. Aikaisemmissa tutkimuksissa on tarkasteltu hyvin vähän asuinalueen fyysisen rakenteen merkitystä asumistyytyväisyyteen ja muuttohalukkuuteen. Lisäksi tutkielmassa käsitellään yleistä asumistyytyväisyyttä ja muuttopäätöksiä. Tutkielman aineisto koostuu asukaskyselyaineistosta. Asukaskysely lähetettiin vantaalaisiin uusiin, keskimäärin pieniin kerrostaloasuntoihin. Kysely lähetettiin postitse 1971 henkilölle, ja vastausprosentiksi muodostui 42. Kyselyaineisto rikastettiin rekisteripohjaisella tiedolla, jotta saatiin selvitettyä vastaajien asunto- ja kaupunkirakenteellisia tekijöitä. Menetelmät ovat tilastollisia: aineistoa analysoitiin jakaumien, keskiarvojen ja ristiintaulukoinnin avulla. Lisäksi muuttoaikeisiin vaikuttavia tekijöitä tutkittiin eksploratiivisen faktorianalyysin sekä logistisen regressioanalyysin avulla. Asukkaat ovat keskimäärin tyytyväisiä asumiseensa, mutta erinäisistä syistä yli puolet eivät näe asuvansa samassa asunnossa enää viiden vuoden päästä. Muuttoaikeita lisäävät monenlaiset tekijät. Asukkaan sosioekonomiset tekijät lisäävät muuttoaikeita voimakkaimmin, mutta myös yksiöiden määrällä sekä turvallisuuskokemuksilla on olennainen merkitys muuttoalttiuteen. Monella vastaajalla muuttoaikeet johtuvat nykyisen asunnon sopimattomuudesta tulevaisuudessa, asumisuralla etenemisestä sekä toisaalta myös asuinympäristöstä johtuvista tekijöistä. Tarkasteltavista tekijöistä etenkin yksiöiden runsas määrä asuinrakennuksessa sekä turvattomuuskokemukset lisäsivät tutkimuksessa vastaajien muuttoaikeita. Tutkimustulokset osoittavat asukkaiden muuttavan monista eri syistä. Tietyt piirteet asuinympäristössä lisäävät aikeita muuttaa – todennäköisesti pienten asuntojen osalta kyse onkin asukasrakenteesta. Yksiöissä saattaa asua runsaasti etappimuuttajia, jotka suunnittelevat jo muuttoa muualle. He eivät siten juurru tai kiinnity sosiaalisesti asuinalueelleen, minkä seurauksena heitä ei kiinnosta osallistua asuinympäristön toimintaan tai huolehtimiseen. Välinpitämättömyys aiheuttaa myös muissa asukkaissa viihtymättömyyttä ja turvattomuutta, minkä seurauksena yleinen muuttoalttius kasvaa. Tutkielma osoittaa, että yksipuolinen asunto- ja kaupunkirakenne lisää turvattomuutta, viihtymättömyyttä ja muuttoaikeita. Asuinalueiden tulisi olla asuntorakenteeltaan ja siten myös asukasrakenteeltaan monipuolisia. Monipuolinen asuntokanta mahdollistaa asukkaiden jäämisen samalle asuinalueelle, vaikka asuntoa haluttaisiinkin vaihtaa. Asuinalueiden suunnitteluun viihtyvyyden kannalta on syytä panostaa, ettei alueista muodostu vain etappimuuttoalueita, joista edetään heti tilanteen salliessa muualle.